檢定地磅中如何進行標準砝碼的替代
文章針對用替代法檢定地磅的一些不正確的認識,提出了替代法的必要性和合理的替代過程,并給出了實例。
一、前言
在檢定地磅中,替代法是一種常用的檢定 方法。目前,對大噸位櫥器檢定中的替代法存 在兩種錯誤認識:一是否定或回避替代法,認 為替代法不符合計量學量值傳遞的原則;二是 忽視其所必需的條件,而盲目地使用替代法,因 而得出不正確的檢定數據.
我國大部分檢定地磅單位擁有的標準砝碼 量T往往不足以檢定大噸位的衡器,并且絕大 多數的檢定現場不具備使用全量程砝碼的條 件D所以采用眘代法,以彌補工作標準砝碼數 量的不足,完成秤的全量程計量性能的檢定,在 眾多場合有著十分積極的現實意義。
為使衡器符合其最大允許誤差的要求,替 代物必須與標準砝碼保持相同或接近的誤差, 即不大于衡器所加載荷下最大允許誤差的1/ 3,這是量值傳遞的重荽原則。替代法檢定的關 鍵,是如何正確使用替代物的數量、材料、誤 差的修正及操作方法等>
二、國際建議和我國規程對替代法的規定
國際法制計量組織(1992年版)第76號建 議《非自動衡器》(簡稱R76—1)中,增加了標 準砝碼替代的試驗方法的規定:7. 3標準砝 碼的替代:試驗衡器最大秤量(max)大于It時 可使用任何其它恒定載荷來替代標準砝碼,提 供的標準砝碼至少是It或50%max中二者的 最大者并規定“對衡器的max/2秤量點做重 復性試驗,重復次數為3次,計算其蕞大差值 ——極差不應超過該載荷下最大允差的絕對 值。”
'我國目前使用的JJG668— 90《固定式電子 秤》檢定規程,是參照R76 (1988年版)制定 的,第18、2彭;規定;“若砝碼量不足時.可用 替代法T但其砝碼量必須等于或大于最大秤量 的1/3。數字示值化整誤差應修正'
很顯然,我國規程對替代法的規定與 R76—1基本上是一致的,只是R76 1對衡器 的重復性誤差作了明確的要求。替代法的實質 在于修正示值誤差,使替代物接近標準砝碼值。
三、替代物的誤差分析
替代物經過與標準砝碼的比對,被作為工 作標準質量的一部分。替代物的誤差主要是秤 的重復性誤差。
R76-1要求替代標準砝碼時要進行衡器 的重復性試驗,并對具體操作方法作了說明。如 前所述,R76—1是統計極差來計算秤的重復性 誤差的。
由極差分布可知,當惻量次數為3次時,標 準偏差與極差^之間的關系是! 0^0■兄。A 三級秤為例,n=3000, (1/2) max秤量點的允 差是土o即U/2) max的重復性誤差不超過土 e,則標準偏差(不確定度)不大于±0. 5^按 R76—1規定進行、 、max示值誤差的修正, 就可以保證替代物的誤差小于±0. 5f.而最大 秤量處的最大允差為土 1.^,是替代物誤差的 3倍,滿足了量傳的要求。
重復性誤差,不僅是判斷秤是否合格的依據之一,而且也決定了替代物的數量。如上例, 重復性誤差為±6則只能進行一次替代,即替 代物可以為(1/2) max。
如果按JJG668—90規程要求配置標準砝 碼為(1/3) 則要求重復性誤差(極差)為 土(1/3) 替代物的誤差優于土(1/3) X0. 5^, 同理.若標準砝碼為(1/5) max,則重復性誤 差不大于土0. 2?,替代物的誤差優于土0.1^根 據以往的檢測情況,電子拜的重復性優于機械 秤,其重復性多在土0. 3e左右,適于(1/3) max 標準砝碼的替代t而進行(1/5) max標準砝碼 的替代有一定困難。
以上分析.沒有考慮標準砝碼的誤差,以 及標準砝碼、秤的重復性和替代物之間誤差的 抵消。
四、替代物的建立與實例
替代物的選取有一定的要求。因為替代物 經比對后成為工作標準質量的一部分,與標準 砝碼具有相同的功能,故應選用恒定不變的材 料。另外,還應具有較好的工作環境,以減少 各種因素的影響。
標準砝碼的替代,是依據R76_l和 JJG668?90規程的規定,即砝碼的數量不少于 (1/3) max,并且用現有的標準砝碼對秤進行檢 測,得出重復性誤差。如果重復性誤差符合要 求,則可進行相應的替代。
具體替代過程
使用標準砝碼檢秤,即對秤的空秤變 動性、鑒別力、偏載、重復性及秤量的準確性 等進行檢定與試驗,重點進行重復性試驗,以 判斷秤的性能及秤是否可以進行替代法檢定。
將選取的替代物放在與標準琺碼相同 的秤臺位置上,井通過加減替代物,使示值與 標準砝碼相同。如有條件,比對次數可以多做 乩次。如果砝碼量為(1/3) max,則需準備兩 組相同質量的替代物。
依次使用標準砝碼與替代物.進行秤 的全量程計量性能的檢定。
實例:檢定對象與檢定條件StSCS — 30 電子汽車衡,e=d=10kg, n=3000r標準砝碼 為 10t CM]級)。
(1)標準砝碼為兄]級,誤差小于士5X 10-% 10t標準砝碼的誤差為土0,5kg。
⑵使用標準砝碼對秤進行檢定,重復性 誤差為土0.3e,即士3kg。 ?
選用替代物與標準砝碼進行比對,其 誤差應為土〔0.51£8+<1/2)?8〕=土21^? 因 為砝碼量為(l/3)maX.故需兩組替代物。
20t秤量點的允差與工作標準質量誤
.差。
20t秤量點的允差為土 10kg。
工作標準質量為10t標準砝碼和一組替 代物,其誤差為±他51^+21^) = 士2.51^。
工作標準質量誤差小于該秤量點允差的 1/3.符合量傳要求。
30t秤量點的允差與工作標準質量誤
差。
30t秤量點的允差為土 15kga
工作標準質量為10t標準粧碼和二組替 代物*其誤差為土(0. 5kg+2 X 2kg) = 土 4’ 5kg c
工作標準質量誤差小于該秤量點允差的 1/3,符合量傳要求。
通過上述分析和實例計算,可以看出:當 標準砝碼的數量不少于最大秤量的1/3時,標 準砝碼的替代是可以進行的。如果標準砝碼量 低于這個要求,也不難計算出工作標準質量的 誤差將超出量傳的要求,不能進行下去。即使 秤的重復性誤差降至最低,工作標準質量的誤 差勉強達到要求,但具體實施起來,替代次數 將增加,操作繁瑣。
五、結束語
以上,我們對標準砝碼的替代作了定性的 分析。替代法涉及的環節與因素較多,其核心 是替代物的允許誤差,井使之符合標準砝碼的 允差要求。在確保滿足要求的同時,尋求更簡 化、更高效的形式是十分必要的。